Моделювання впливу параметрів основних компонентів джерел опорної напруги на вихідну напругу

Анотація

Метою дослідження є розробка моделі джерела опорної напруги, що здатна промоделювати вплив параметрів основних структурних складових ДОН на точність і температурну стабільність вихідної напруги.В статті проведено аналіз сучасного стану джерел опорної напруги в інтегральних мікросхемах. Встановлено, що це є одним із основних блоків кожної мікросхеми. З’ясовано, що до ДОН висувають ряд вимог: вони повинні володіти низькою чутливістю до зміни напруги живлення, температури, та до відхилень параметрів технологічного процесу виготовлення. При цьому ДОН повинні працювати при напрузі живлення рівній або меншій 1 В,  щоб відповідати сучасним аспектам застосування. Запропоновано можливий підхід до побудови джерела опорної напруги, що має температуро незалежну вихідну напругу і здатне працювати при напрузі живлення рівній або меншій 1 В. Дане рішення має можливість реалізації в стандартній КМОН технології виготовлення інтегральних схем. Проведено аналіз можливих джерел похибки, що погіршують точність вихідної напруги джерела опорної напруги. Встановлено, що найбільш сильно на точність вихідної напруги впливає напруга зміщення операційних підсилювачів. Запропоновано ідеалізовану модель, що містить ідеальні резистори і операційні підсилювачі – компоненти, що найбільш сильно впливають на точність і стабільність вихідної напруги ДОН. Розроблено модель операційного підсилювача, що здатна моделювати вхідний струм зміщення, вхідну напругу зміщення, вхідний опір, диференційний коефіцієнт підсилення, вихідний опір, частотну залежність операційного підсилювача. Досліджено вплив коефіцієнту підсилення по напрузі, частотної смуги пропускання, вихідного опору операційного підсилювача, вхідної напруги зміщення на номінальну вихідну напругу і на температурний коефіцієнт. Проведено регресійний аналіз для відображення у вигляді поліному 4-го порядку вигляду  температурну залежність генерованих в схемі струмів. Що дозволяє вибрати коректні значення коефіцієнтів передачі струму у струмових дзеркалах для зменшення температурної залежності вихідної напруги.